在核酸治疗领域，如何有效递送大分子和不稳定的核酸药物（如mRNA和pDNA）一直是一个挑战。脂质纳米颗粒（LNPs）作为一种有效的递送系统，广泛应用于核酸药物的输送。然而，传统的微流控技术在LNP制备中存在设备昂贵、操作复杂等问题，限制了其广泛应用。

近期，复旦大学戚建平教授、杨金龙博士等人开发了一种基于深共熔溶剂（DES）的即用型脂质纳米颗粒（RULNP）技术，通过物理混合和水合实现纳米颗粒的快速自组装，克服了传统微流控技术的高成本和复杂性，同时实现了与传统脂质纳米颗粒相当的递送效率。相关研究以“Developing a Ready-to-Use Lipid Nanoparticle Technology for Nucleic Acid Delivery Based on Deep Eutectic Solvents”为题目，发表在期刊《Nano Letters》上。

本文要点：

1、本研究开发了一种基于深共熔溶剂（DES）的即用型脂质纳米颗粒（RULNP）技术，用于核酸递送。

2、DES由果糖和甘油组成，能够溶解脂质和核酸，通过简单的物理混合和水合形成RULNP，避免了与微流体方法相关的高成本和有机溶剂。

3、RULNP在物理化学性质和质粒DNA（pDNA）或RNA递送效率方面与传统脂质纳米颗粒（LNP）相当。

4、机制研究表明，尽管RULNP的内含体逃逸能力有限，但其细胞摄取能力优于LNP。

5、总之，基于DES的RULNP系统提供了一种快速、简便的脂质纳米颗粒生产方法，有望彻底改变核酸药物输送。

使用深共熔溶剂（DES）制备脂质纳米颗粒（LNPs）的具体步骤如下：

1、选择和制备DES：选择合适的深共熔溶剂，通常由氢键供体（如果糖）和氢键受体（如甘油）组成，形成稳定的液体。

2、溶解脂质和核酸：将脂质和核酸（如质粒DNA或RNA）溶解在DES中，形成核酸-脂质-DES（NLDES）复合物。此过程依赖于氢键的相互作用。

3、自组装过程：

• 直接水合：通过简单的物理混合和水合过程，将NLDES与水混合，促进纳米颗粒的自组装。

• 超声或涡旋处理：使用超声波或涡旋搅拌来促进自组装，确保形成均匀的纳米颗粒。

4、去除多余水分：在制备过程中，可以添加水以降低DES的粘度，随后通过真空干燥去除多余的水分，确保最终水分含量低于10%，以保护DES的结构并避免核酸水解。

5、表征和优化：通过动态光散射（DLS）等方法分析纳米颗粒的粒径和聚合度，优化DES与脂质和核酸的比例，以获得最佳的纳米颗粒特性。

6、储存和运输：根据需要，可以选择共制备或分开制备的方法，以适应不同的应用场景，确保在储存和运输过程中保持纳米颗粒的稳定性和有效性。

通过以上步骤，可以有效地利用DES制备出具有良好生物相容性和药物递送能力的脂质纳米颗粒。

使用DES制备脂质纳米颗粒的关键优势包括：

1、成本效益：基于DES的制备过程简单且使用的材料通常较为廉价，避免了微流控技术中所需的昂贵设备和有机溶剂，从而降低了生产和维护成本。

2、环境友好：DES主要由无毒材料（如糖、醇和氨基酸）组成，具有生物降解性，符合可持续发展的要求。

3、增强溶解性：DES通过与脂质和核酸形成氢键，对其进行有效溶解，提高药物的溶解度和细胞摄取效率。这种机制有助于保护核酸免受降解，并促进其在体内的有效传递。

4、灵活性：为了满足不同的应用场景，RULNPs可以通过共制备或分开制备的方法进行制备，便于储存和运输。

5、较好的细胞摄取能力：尽管RULNPs在内含体逃逸能力上有限，但其细胞摄取能力优于传统LNPs，确保了有效的核酸递送。

综上所述，DES为脂质纳米颗粒的制备提供了一种简便、经济且有效的替代方案，具有广泛的应用潜力。

图1.负载pDNA的阳离子RULNPs的工艺过程开发。

图2.负载pDNA的可电离RULNPs的工艺过程开发。

图3.RULNPs和LNPs的比较。

图4.RULNPs在细胞摄取和内含体逃逸中的机制研究。

图5.RULNPs在RNA递送中的应用。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c04665